突發性地質災害論文范文

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1遙感應急監測數據庫內容的確定

根據突發性地質災害遙感應急調查的實際需求，遙感應急監測數據庫應主要包括災前本底數據庫和孕災背景數據庫兩部分。災前遙感影像是突發性災害應急的基礎，不僅可以直觀顯示災前的狀況，為孕災背景數據的完善提供重要參考，而且可以為災害救援、災情評估提供本底資料［2］。基礎地理數據可以提供災區道路、交通設施、居民建筑等基礎設施的分布狀況，指導救災工作，DEM也為災后遙感影像數據快速處理提供了數據保障。地質災害的發生可以歸結為內在因素和外在因素兩方面的作用。內在因素實際就是區域地質背景條件，主要有地形地貌、地層巖性、地質構造、坡體結構等因素。它決定了該區域地質災害的主要災種、災害發生的可能性與空間分布規律以及災害的規模和強度。而外在因素即災害發生的誘發因素，當地質環境條件具備時，災害發生與否、何時發生便取決于其誘發因素，其主要包括自然與人為兩類。自然條件主要有地震、降雨、植被變化等;人為觸發因素包括爆破振動、邊坡開挖、坡頂堆載、植被破壞、水庫蓄水、地下水開采等［3］。研究表明，孕災地質背景的諸多因素對地質災害的影響程度不一，主要表現為:(1)地層巖性是地質災害發育的物質基礎，由于巖(土)體性質、結構、組合不同及力學強度、抗風化能力的強弱差異，決定了不同類型地質災害的分布、規模及其成因規律。(2)地質構造(包括規模不等、性質不同的褶皺和斷裂及其活動性)對地質災害的形成起著明顯的控制作用。尤其是活動性構造，由于地質體間歇性與差異性升降運動或水平擠壓、扭動等作用，對地質災害的影響尤為明顯。(3)植被是脆弱巖土體抵抗暴雨濺蝕的地表保護層，其根系具有穩固作用，其蓋度在一定程度上控制了地質災害的發生頻度與強度。(4)地形地貌對地質災害具有明顯的區域控制作用，在山丘地貌區域，地形相對陡峻，容易發生地質災害，而在平原地貌區域，地質災害相對較少。地面坡度是巖土體在外動力作用下能否保持穩定的決定因素。一般來說，坡度大的山坡，容易發生地質災害。(5)人類工程活動容易使巖土體的固有受力狀態失去平衡，進而加劇地質災害的發生。(6)地質災害的發生是上述因素綜合作用的表現。無論是地質災害易發性分區，還是地質災害預警模型的建立，均應作為重要的因子給予考慮。為此，完整的突發性地質災害應急監測數據庫內容應包括:遙感影像、基礎地理、地形地貌、地層巖性、地質構造、土地覆被、人類工程活動、地質災害。

2遙感應急監測數據庫建設方法

2.1建設流程應急遙感調查數據庫建設與其他數據庫建設流程基本相同，主要分3個階段［6］(圖1)。第一階段為建庫準備:主要包括建庫方案制定、應急調查元數據標準的制定、人員準備、數據源準備、軟硬件準備、管理制度建立等;第二階段為數據采集與處理:主要包括遙感影像、基礎地理、地形地貌、地層巖性、地質構造、土地覆被、人類工程活動、地質災害等各要素的采集、編輯、處理和檢查等。數據處理的過程中除了常規的遙感解譯、坐標轉換、格式轉換等處理外，還要參照已經建立的數據及元數據標準對數據進行編目和規范化處理，并通過自檢、互檢、專檢和抽檢等方式對數據的質量進行控制。此階段是數據庫建設的重點任務;第三階段為數據入庫:主要包括矢量數據、柵格數據、屬性數據以及各元數據等的檢查和入庫，最終形成突發性地質災害遙感應急監測數據庫。

2.2數據采集方法

2.2.1遙感影像針對湖南省的實際情況，系統收集礦產開發遙感監測、土地年度變更調查、農村集體土地確權登記發證、地理國情普查等項目中分辨率優于1m的影像圖。考慮到存儲、更新和地災應急使用的方便，影像應以最新的村級權屬界線進行分幅管理。由于數據復雜多樣，需要進行篩選，原則是:①分辨率優先，同一地區盡量選擇分辨率高的數據;②空間分辨率相同時，盡量選擇時相新的;③同一地區如果選擇了單波段的黑白影像，則再收集分辨率略遜于黑白影像的多波譜數據。

2.2.2基礎地理以湖南省1∶5萬DLG和DEM數據為基礎。該地形圖更新到2003年前后，難以反映交通、水系等地理國情要素現狀，故需利用遙感影像對其進行更新。道路更新原則是:①對于寬度大于1m的道路進行補充。考慮路網連通作用，非硬化道路也應采集。②對路網改造的道路進行修編，若原路沒廢棄則應保留。③對于僅僅由于影像與DLG偏差造成的道路偏移則無需更新。要求解譯到5級水系，實地面積大于400m2湖泊、庫塘必須采集。另外，由于行政區劃的調整和地質災害應急的需要，利用最新湖南省土地年度變更調查中的到村一級的權屬界線圖層替換原有的境界圖層。在此基礎上，更新已有的1∶5萬DLG數據。

2.2.3地形地貌崩塌、滑坡、泥石流是重力作用下發生的地質災害，地形地貌是影響它們發育的一個非常重要的因素。雖然地貌單元的劃分在遙感圖像上可容易地實現，但在崩滑流地質災害的評價模型中不好量化，大多評價模型以地形坡度和坡向來表征地形地貌，坡度是地形地貌的一個重要描述參數之一(坡度是重力地質災害形成的一個重要條件)，而坡向可以結合巖體的結構面產狀來劃分坡體結構。為了便于應急調查分析，選取地形坡度和坡向來代替地形地貌作為一個重要的評價因子。采用與1∶5萬地形圖配套的，高程精度為25m的DEM數據制作坡度圖。據統計結果，大型以上滑坡產生的坡度一般為15°～45°斜坡區，崩塌絕大多數發生在45°以上的斜坡區。為此，地面坡度劃分為0°～15°、15°～30°、30°～45°、45°～70°、＞70°等5個級別。根據1∶5萬DEM數據，對四級和五級水系進行比降分析，劃分出低易發泥石流水系(比降小于50‰)、中易發泥石流水系(比降50‰～100‰)及高易發泥石流水系(比降大于100‰)。

2.2.4地層巖性湖南省已建成1∶20萬區域地質圖空間數據庫，可作為基礎地質資料。地質災害主要與巖石的性質、類型密切相關，巖土體是地質災害產生的物質基礎，其類型、性質、結構、構造及分布特征對地質災害的發育有重要的影響。通常情況下，軟弱地層、軟硬相間地層或強風化巖體組成的山地易發生斜坡變形與位移，由堅硬花崗巖、變質巖等組成的山地較不易變形。由于地質災害主要與巖石的性質、類型密切相關，而1∶20萬區域地質圖是基于古生物時代劃分的地層單元，不能滿足對地質災害的分析與預測，故需對已建立的1∶20萬區域地質圖空間數據庫的地層單元進行重新整理，劃分巖石堅硬程度，調整巖性地層單元的屬性結構，完善地層巖性數據。

2.2.5地質構造地質災害通常是地殼內部應力聚散時影響地殼表層的反映。而地表活動性構造則是地球應力形變的形跡，是深部的、隱伏的活動構造在淺表部位的顯示。滑坡、崩塌、泥石流等地質災害多沿區域斷裂帶呈帶狀發育，斷裂構造活動強的地段是地質災害發育強烈的區域。同時斷裂帶的長期活動造成的巖體破壞和復雜的構造結構面體系不僅為滑坡、崩塌和泥石流提供了重要的物源條件，而且提供了地質結構條件。地質構造主要參考1∶20萬區域地質圖空間數據庫的成果，利用遙感影像進行適當的補充解譯。

2.2.6植被發育植被具有防止多種地質災害的功效，具有對濺蝕的消減作用，林地枯枝落葉層對地表補流的分散、滯緩和過濾作用，極大地增強了土體的抗剪強度，具有防止河流沖淘、水庫、湖泊的淤積作用等;同時植被根系的固持土體作用，有效的防止了巖土體的滑動，從而降低地質災害發生的機率。植被的遙感解譯現今已比較成熟，國際上一般使用歸一化植被指數(NDVI)來反映土地覆蓋植被狀況。根據植被指數圖像將地表水面以外的自然區植被覆蓋度分為好、較好、中等、差、極差五級。綠度好對應植被蓋度為＞70%，較好對應植被蓋度為70%～50%，中等對應植被蓋度為50%～30%，差對應植被蓋度為30%～10%，極差對應植被蓋度為＜10%。

2.2.7地質災害在已有縣級地質災害調查與區劃或地質災害詳細調查成果的基礎上，利用高分辨率遙感影像進行地質災害排查，經野外查證后，修編地質災害點分布圖。地質災害排查的對象有兩類，一類是在以往調查中已發現的地質災害及隱患點，另一類是通過遙感解譯新發現的地質災害及隱患點。

2.2.8人類工程活動地質災害的誘發因素有自然因素、人為因素及綜合因素(人為因素基礎上疊加自然因素)三大類。經縣市災害調查數據統計分析，湖南省人為因素及綜合因素誘發地質災害的比例平均達47.4%。與地質災害相關的人類工程活動主要可以概括為公路、鐵路建設，水資源開發利用，礦產資源開發，民用建筑和城市建設等4種活動。人類工程活動對地質環境作用的負效應導致發生許多人為地質災害。由于采礦、墾荒、濫砍濫伐、工程建筑、爆破等誘發的崩、滑、流地質災害廣泛而頻繁。特別是近期，由于人類工程活動的加劇，崩、滑、流等地質災害的發生呈高速發展趨勢。人類工程活動主要利用優于1m的遙感數據，解譯工程切坡、水庫庫岸、露天采礦場、尾礦庫、固體廢物堆場等分布狀況，形成人類工程活動數據。

2.3數據組織方式

2.3.1柵格數據柵格數據主要有遙感影像、DEM兩類。遙感影像數據既包括高分辨率的遙感影像本底數據，也包括應急調查數據。這類數據作為災害解譯的重要數據源必須進行高效的管理，以便快速查詢檢索從而滿足解譯和災前災后對比分析要求。由于高分辨率遙感影像數據量很大，為了增強數據的讀取效率，采用數據庫+文件(ArcSDE+Oracle+文件)的方式進行統一存儲。影像數據以數據庫的方式存儲于Oracle中，按照數據存儲環境要求，影像數據采取分級存儲方式，常用數據存儲于在線Oracle數據庫，隨著數據的不斷更新，為了保證數據服務的快捷有效，較早的在線影像數據將從Oracle數據庫中逐步轉入后臺NAS存儲網絡，以文件的方式存儲。當用戶訪問較早影像時，只需將這些數據上載至在線數據庫。因此，要求影像數據庫管理應具備較為快速的數據入庫方式，保證數據的及時上傳下載、響應與服務。DEM數據中除了高精度1∶5萬分幅的DEM數據可以作為災前本底外，隨著災害的發生，災后的DEM數據也是災害評估的重要內容，也需要更新。因此，也可以GeoDB的組織方式存入數據庫中。

2.3.2矢量數據所有用于應急遙感監測的矢量數據均采用GIS中面向對象的地理模型GEODB表達，存儲上采用要素集到要素類的分層組織。每個專題對應于GeoDB的一個數據集，每個數據集是指具有相同空間框架的特征類集合，每個數據集下又有不同的特征類，對應于具體的特征圖層。

2.4數據入庫數據入庫前要檢查采集數據的質量，檢查合格的數據方可入庫。主要包括矢量數據幾何精度和拓撲檢查、屬性數據完整性和正確性檢查、圖形和屬性數據一致性檢查、接邊精度和完整性檢查等;數據入庫主要包括矢量數據、柵格M數據、元數據等數據入庫。湖南省突發性地質災害遙感應急監測數據庫是全國易發區應急監測數據庫的重要組成部分，由于數據庫建設是完全按照統一的建庫標準進行的，故可以通過網絡或移動存儲設備將湖南省應急監測數據庫庫體導入易發區應急監測數據庫中，實現數據交換。

3結語

通過對已有資料的綜合整理、補充解譯和標準化處理，首次建立了湖南省突發性地質災害遙感應急監測數據庫，為地質災害應急調查提供了基礎資料，在湖南省初步形成了突發性災害遙感應急調查體系。湖南省突發性地質災害遙感應急監測數據庫的建立，不僅為突發性地質災害應急調查提供了技術支撐，而且可以廣泛服務于地震、干旱、洪水、礦難、土地礦產違法等其他突發性災害事件應急處理，同時也為其他省份遙感應急監測數據庫的建設提供了重要參考。

作者：許兆軍鄒蒲賀秋華單位：湖南省地質環境監測總站